các số lượng tử là những mô tả trạng thái tích điện được phép cho những hạt. Trong hóa học, bọn chúng được sử dụng đặc trưng cho electron bên phía trong các nguyên tử, giả sử rằng hành động của chúng là sóng đứng nuốm vì cơ thể hình cầu xoay quanh hạt nhân.

Bạn đang xem: Bốn số lượng tử

Khi coi electron là sóng đứng, nó chỉ có thể có các dao động rõ ràng và ko dao động; nói phương pháp khác có nghĩa là mức năng lượng của bạn được lượng tử hóa. Bởi vì đó, electron chỉ có thể chiếm các vị trí được đặc trưng bởi một phương trình call là hàm sóng tía chiều.

*

Các phương án thu được từ bỏ phương trình sóng Schrödinger tương xứng với những vị trí rõ ràng trong không khí mà qua đó những electron đi qua bên trong hạt nhân: quỹ đạo. Từ đây, cũng để mắt tới thành phần không xác định của electron, người ta hiểu rõ rằng chỉ trong quỹ đạo bắt đầu có xác suất tìm thấy nó.

Nhưng các con số tử đến electron vạc huy ở đâu? Các số lượng tử khẳng định các sệt tính năng lượng của từng quỹ đạo và vì chưng đó, trạng thái của các electron. Quý hiếm của nó dựa vào cơ học lượng tử, những phép giám sát và đo lường học sấp xỉ và các phép tính sấp xỉ được tạo ra từ nguyên tử hydro.

Do đó, con số tử dành được một loạt những giá trị được xác minh trước. Nhóm chúng giúp khẳng định các quỹ đạo mà thông qua đó một electron cụ thể đi qua, từ đó biểu hiện mức tích điện của nguyên tử; và ko kể ra, thông số kỹ thuật điện tử phân biệt tất cả các yếu đuối tố.

Hình trên cho thấy một minh họa nghệ thuật của những nguyên tử. Tuy vậy hơi cường hóa một chút, trung tâm của các nguyên tử có tỷ lệ điện tử lớn hơn các cạnh của chúng. Điều này có nghĩa là khi khoảng cách từ phân tử nhân tăng lên, tỷ lệ tìm thấy electron càng thấp.

Ngoài ra, bao gồm vùng vào đám mây đó, nơi xác suất tìm thấy electron bằng không, nghĩa là có các nút vào quỹ đạo. Con số tử đại diện thay mặt cho một cách dễ dàng để hiểu các quỹ đạo với nơi thông số kỹ thuật điện tử đến từ.

Chỉ số

1 con số tử trong hóa học là gì và?1.1 số lượng tử chính1.2 vị trí lượng tử, lượng tử góc hoặc thiết bị cấp1.3 số lượng tử từ1.4 con số tử của spin2 bài xích tập đã giải2.1 bài bác tập 12.2 bài tập 22.3 bài tập 32.4 bài tập 42.5 bài xích tập 52.6 bài bác tập 63 tư liệu tham khảo

Số lượng tử trong hóa học là gì và?

Số lượng tử xác định vị trí của ngẫu nhiên hạt. Đối với trường thích hợp của electron, họ miêu tả trạng thái tích điện của nó, và vì đó, nó là quy trình nào. Ko phải tất cả các quỹ đạo đều phải có sẵn cho toàn bộ các nguyên tử cùng chúng đề nghị tuân theo số lượng tử bao gồm n.

Số lượng tử chính

Nó xác minh mức năng lượng chính của quỹ đạo, vị vậy toàn bộ các tiến trình thấp hơn phải điều chỉnh theo nó, cũng như các electron của nó. Số lượng này tỷ lệ thuận với kích thước của nguyên tử, cũng chính vì ở khoảng cách càng xa hạt nhân (bán kính nguyên tử càng lớn), năng lượng mà các electron yêu cầu để di chuyển hẳn qua các không khí này càng lớn.

Những quý hiếm nào nó hoàn toàn có thể mất? n? những số nguyên (1, 2, 3, 4, ...), là các giá trị được phép của chúng. Tuy nhiên, phiên bản thân nó không hỗ trợ đủ tin tức để xác minh quỹ đạo, mà chỉ có kích thước của nó. Để tế bào tả chi tiết các quỹ đạo, bạn cần ít nhất hai con số tử xẻ sung.

Phương vị lượng tử, góc hoặc thứ cấp

Nó được ký kết hiệu bằng chữ cái tôi, và nhờ có nó, quỹ đạo đã có được hình dạng xác định. Từ con số tử thiết yếu n, Số đồ vật hai này có giá trị gì? bởi nó là mẫu thứ hai, nó được định nghĩa bởi vì (n-1) lên tới mức không. Ví dụ, trường hợp n bằng 7, tôi đó là sau đó (7-1 = 6). Và phạm inthepasttoys.net giá bán trị của chính nó là: 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0.

Thậm chí quan trọng hơn những giá trị của tôi, là những chữ loại (s, p, d, f, g, h, i ...) được link với chúng. Những vần âm này chỉ ra rằng hình dạng của những quỹ đạo: s, hình cầu; p, trọng lượng hoặc quan lại hệ; d, lá của cây đinh hương; và v.v. Với những quỹ đạo khác, được thiết kế theo phong cách quá phức tạp để rất có thể liên kết với bất kỳ hình nào.

Tiện ích của tôi cho đến bây chừ Các quỹ đạo này với các dạng riêng rẽ của bọn chúng và tương xứng với các xấp xỉ của hàm sóng tương ứng với những lớp con của mức năng lượng chính.

Từ đây, một hành trình 7s cho là nó là 1 lớp con hình mong ở cấp 7, trong những khi quỹ đạo 7p chỉ vào một chiếc khác có làm ra như một trái tạ tuy nhiên ở thuộc mức năng lượng. Tuy nhiên, không có hai con số tử như thế nào vẫn tế bào tả đúng chuẩn "nơi sinh sống xác suất" của electron.

Số lượng tử từ

Các quả ước là nhất quán trong ko gian, mặc dù chúng được xoay khôn xiết nhiều, nhưng điều tựa như không đúng cùng với "trọng lượng" hoặc "lá cỏ ba lá". Đây là vị trí mà con số tử từ bỏ tính phát huy công dụng ml, trong những số đó mô tả sự định hướng không gian của hành trình trên trục Cartesian tía chiều.

Như vừa giải thích, ml phụ thuộc vào con số tử vật dụng cấp. Vị đó, để khẳng định các quý giá được phép của nó, khoảng thời hạn phải được inthepasttoys.netết (-tôi, 0, +tôi) và ngừng từng dòng một, từ trên đầu này mang đến đầu kia.

Ví dụ: trong 7p, p. Tương ứng cùng với tôi= 1, thế nào cho ml là (-1, hoặc, +1). Vì lý do này mà có tía quỹ đạo phường (px, pvà với pz).

Một giải pháp trực tiếp nhằm tính toàn bô ml đang áp dụng công thức 2tôi + 1. Vì chưng vậy, giả dụ tôi= 2, 2 (2) + 1 = 5 với như tôi bằng 2 khớp ứng với quỹ đạo d, vì thế có năm tiến trình d.

Ngoài ra, có một bí quyết khác để tính toàn bô ml cho 1 mức lượng tử chủ yếu n (đó là làm lơ tôi): n2. Vâng n bởi 7, lúc đó tổng số quy trình (bất kể hình thức của bọn chúng là gì) là 49.

Số lượng tử của spin

Nhờ những góp sức của Paul A. M. Dirac, số ở đầu cuối trong bốn số lượng tử đang thu được, mà bây chừ đề cập rõ ràng đến một điện tử chứ không phải quỹ đạo của nó. Theo nguyên tắc loại trừ Pauli, hai electron ko thể có cùng con số tử với sự khác biệt giữa chúng rơi vào hoàn cảnh thời điểm quay, ms.

Những quý hiếm nào nó hoàn toàn có thể mất? ms? hai electron có cùng quỹ đạo, một electron phải dịch rời theo một nghĩa không khí (+1/2) với cái sót lại theo hướng trái lại (-1/2). Vậy đó ms có những giá trị là (± 1/2).

Các dự đoán được triển khai cho con số quỹ đạo nguyên tử và xác xác định trí không gian của electron là sóng đứng, đã được xác thực bằng thực nghiệm với bằng chứng quang phổ.

Bài tập đang giải quyết

Bài tập 1

Quỹ đạo 1s của nguyên tử hydro có dạng hình gì với các số lượng tử trình bày electron riêng biệt của nó là gì?

Đầu tiên, s biểu hiện số lượng tử thứ cấp tôi, có ngoại hình là hình cầu. Bởi s tương ứng với một quý hiếm của tôi bằng 0 (s-0, p-1, d-2, v.v.), số lượng trạng thái ml là: 2tôi + 1, 2 (0) + 1 = 1. Tức là có một quỹ đạo tương ứng với lớp nhỏ tôi, và có mức giá trị là 0 (-tôi, 0, +tôi, dẫu vậy tôi là 0 chính vì đó là lớp con.

Do đó, nó có quỹ đạo 1s tuyệt nhất với lý thuyết độc đáo trong không gian. Trên sao? bởi vì nó là một hình cầu.

Spin của electron chính là gì? Theo phép tắc của Hund, nó đề nghị được lý thuyết là +1/2, vì đấy là nơi thứ nhất chiếm quỹ đạo. Do đó, bốn số lượng tử mang lại electron 1s1 (cấu hình năng lượng điện tử của hydro) là: (1, 0, 0, +1/2).

Bài tập 2

Các lớp con sẽ tiến hành dự loài kiến ​​cho cung cấp 5, cũng tương tự số lượng quỹ đạo là gì?

Giải quyết bằng cách chậm, lúc n= 5, tôi= (n-1) = 4. Vày đó, cửa hàng chúng tôi có 4 lớp bé (0, 1, 2, 3, 4). Mỗi lớp con tương ứng với một giá chỉ trị khác biệt của tôi và có giá trị riêng của nó là ml. Nếu số lượng quỹ đạo được xác định trước, thì nó vẫn đủ để nhân đôi nó để sở hữu được số lượng điện tử.

Các lớp con bao gồm sẵn là s, p, d, f với g; vì chưng đó, 5s, 5p, 5d, 5d với 5g. Và quỹ đạo tương xứng của nó được cho bởi khoảng chừng (-tôi, 0, +tôi):

(0)

(-1, 0, +1)

(-2, -1, 0, +1, +2)

(-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3)

(-4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4)

Ba số lượng tử đầu tiên là đầy đủ để hoàn thành inthepasttoys.netệc xác định quỹ đạo; cùng vì vì sao đó các tiểu bang được lấy tên ml như vậy.

Để tính số lượng quỹ đạo cho cấp cho 5 (không bắt buộc tổng số nguyên tử), sẽ áp dụng công thức 2tôi + 1 cho mỗi hàng của kim từ tháp:

2 (0) + 1 = 1

2 (1) + 1 = 3

2 (2) + 1 = 5

2 (3) + 1 = 7

2 (4) + 1 = 9

Lưu ý rằng hiệu quả cũng hoàn toàn có thể thu được solo giản bằng phương pháp đếm các số nguyên của kim từ bỏ tháp. Số lượng quỹ đạo sau đó là tổng của bọn chúng (1 + 3 + 5 + 7 + 9 = 25 quỹ đạo).

Cách nhanh

Tính toán trên có thể được triển khai theo bí quyết trực tiếp rộng nhiều. Tổng số electron vào một lớp tương quan đến hiệu suất điện tử của nó và có thể được tính theo cách làm 2n2.

Vì vậy, đối với bài tập 2 các bạn có: 2 (5)2= 50 vì chưng đó, lớp 5 tất cả 50 electron và bởi chỉ rất có thể có hai electron bên trên quỹ đạo, nên có (50/2) 25 quỹ đạo.

Bài tập 3

Là sự tồn tại của quỹ đạo 2 chiều hoặc 3f gồm khả năng? Giải thích.

Các lớp nhỏ d với f có số lượng tử bao gồm 2 cùng 3. Để biết chúng bao gồm sẵn tốt không, nó yêu cầu được xác minh nếu những giá trị nói nằm trong tầm (0, ..., n-1) cho số lượng tử vật dụng cấp. Kể từ khi n là 2 cho 2 chiều và 3 cho 3f, những khoảng của nó mang đến tôi là: (0,1) và (0, 1, 2).

Từ chúng có thể thấy rằng 2 không nhập (0, 1) cũng không 3 vào (0, 1, 2). Vị đó, những quỹ đạo 2d và 3f không được phép sử dụng tích điện và không tồn tại điện tử nào hoàn toàn có thể đi qua vùng không khí được xác định bởi chúng.

Điều này có nghĩa là các phần tử trong tiến độ thứ hai của bảng tuần hoàn bắt buộc tạo thành nhiều hơn bốn liên kết, trong những lúc các bộ phận thuộc quy trình tiến độ 3 trở đi rất có thể làm bởi thế trong phần không ngừng mở rộng lớp hóa trị.

Bài tập 4

Quỹ đạo nào tương xứng với hai con số tử sau: n = 3 và l = 1?

Như n= 3, nhiều người đang ở lớp 3 và tôi= 1 biểu hiện quỹ đạo phường Do đó, dễ dàng và đơn giản là quỹ đạo tương ứng với 3p. Cơ mà có cha quỹ đạo p, do vậy các bạn sẽ cần số lượng tử từ bỏ tính ml để riêng biệt giữa chúng ta một quỹ đạo vậy thể.

Bài tập 5

Mối quan hệ giới tính giữa số lượng tử, cấu hình điện tử cùng bảng tuần hoàn là gì? Giải thích.

Bởi vì con số tử trình bày mức năng lượng của các electron, bọn chúng cũng huyết lộ thực chất điện tử của những nguyên tử. Các nguyên tử, sau đó, được thu xếp trong bảng tuần trả theo con số proton (Z) với electron của chúng.

Các team của bảng tuần hoàn share các điểm lưu ý có thuộc số electron hóa trị, vào khi những chu kỳ phản chiếu mức năng lượng trong đó những electron nói được search thấy. Và con số tử nào xác định mức năng lượng? Chính, n. Công dụng là, n bởi với thời hạn chiếm giữ vì một nguyên tử của nhân tố hóa học.

Ngoài ra, trường đoản cú các con số tử thu được các quỹ đạo mà sau thời điểm được đặt hàng với quy tắc kiến thiết Aufbau, có tác dụng phát sinh cấu hình điện tử. Vị đó, số lượng tử được search thấy trong cấu hình điện tử với ngược lại.

Ví dụ: thông số kỹ thuật điện tử 1s2 nó chỉ ra rằng rằng có hai electron trong một lớp con, của một quỹ đạo đối kháng và sống lớp 1. Thông số kỹ thuật này tương xứng với nguyên tử helium với hai electron của nó rất có thể được phân biệt bằng phương pháp sử dụng con số tử của spin; một cái sẽ có giá trị +1/2 và cái kia là -1/2.

Bài tập 6

Các số lượng tử cho lớp nhỏ 2p là gì4 của nguyên tử oxy?

Có tứ electron (số 4 bên trên p). Họ đầy đủ ở lever n bằng 2, chiếm lớp bé tôi bằng 1 (các quỹ đạo bao gồm dạng cân). Ở đó, những electron chia sẻ hai số lượng tử đầu tiên, tuy thế chúng khác biệt ở nhị số còn lại.

Như tôi nó giống như nhau 1, ml lấy những giá trị (-1, 0, +1). Vì đó, có ba quỹ đạo. Gồm tính mang lại quy tắc phủ đầy hành trình của Hund, sẽ sở hữu được một cặp electron và hai trong những chúng ko ghép song (↓).

Xem thêm: Đề Thi Giữa Kì 1 Lớp 4 Môn Tiếng Việt Theo Thông Tư 22, Đề Thi Giữa Học Kì 1 Môn Tiếng Việt Lớp 4

Electron trước tiên (từ trái sang yêu cầu của mũi tên) sẽ có được các số lượng tử sau:

(2, 1, -1, +1/2)

Hai dòng còn lại

(2, 1, -1, -1/2)

(2, 1, 0, +1/2)

Và so với electron trong hành trình 2p cuối cùng, mũi tên ở bên phải

(2, 1, +1, +1/2)

Lưu ý rằng tứ electron chia sẻ hai số lượng tử đầu tiên. Chỉ có electron thứ nhất và vật dụng hai chia sẻ số lượng tử ml (-1), vày chúng được ghép trong cùng một quỹ đạo.

Tài liệu tham khảo

Whites, Dainthepasttoys.nets, Peck & Stanley. Hóa học (Tái bản lần sản phẩm công nghệ 8). Tiếp thu kiến thức CENGAGE, trang 194-198.Số lượng tử và thông số kỹ thuật điện tử. (s.f.) đem từ: chemed.chem.purdue.eduHóa học tập LibreTexts. (Ngày 25 tháng 3 năm 2017). Số lượng tử. Lấy từ: chem.libretexts.orgHelmenstine M. A. Tiến sĩ (Ngày 26 tháng bốn năm 2018). Số lượng tử: Định nghĩa. Rước từ: thinkco.comCác quy trình và thắc mắc số lượng tử thực hành. đem từ: utdallas.eduHóa chất (s.f.). Vấn đề con số tử. đem từ: chemteam.info